Кристалл из соли вырастить: Как выращивать кристаллы соли в домашних условиях?

Выращивание кристаллов. Как вырастить кристалл. Кристаллы поваренной соли, кристаллы медного купороса

Выращивание кристаллов.Что нужно знать!

Выращивание кристаллов — процесс очень интересный, но бывает достаточно длительным. Полезно знать, какие процессы управляют его ростом; почему разные вещества образуют кристаллы различной формы, а некоторые их вовсе не образуют; что надо сделать, чтобы они получились большими и красивыми.


Если кристаллизация идёт очень медленно, получается один большой кристалл (или монокристалл, например при выращивании искусственных камней), если быстро — то множество мелких (или поликристалл, например металлы).

Выращивание кристаллов в домашних условиях производят разными способами. Например, охлаждая насыщенный раствор. С понижением температуры растворимость веществ уменьшается (в основном, это касается безводной соли), и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши. Когда охлаждение медленное, а в растворе нет твёрдых примесей (скажем, пыли), зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллики правильной формы. При быстром охлаждении возникает много мелких кристалликов, почти никакой из них не имеет правильную форму, ведь их растёт множество и они мешают друг другу.

Кристалл сахара

Выращивание кристаллов можно осуществить и другим способом — постепенным удалением воды из насыщенного раствора. И в этом случае чем медленнее удаляется вода, тем лучше получается результат. Оставьте открытым сосуд с раствором при комнатной температуре на длительный срок, накрыв его листом бумаги, — вода при этом будет испаряться медленно, и пыль в раствор попадать не будет. Растущий кристаллик можно либо подвесить в насыщенном растворе на тонкой прочной нитке, либо положить на дно сосуда. В последнем случае кристаллик периодически надо поворачивать на другой бок. По мере испарения воды в сосуд следует подливать свежий раствор. Даже если наш исходный кристаллик имел неправильную форму, он рано или поздно сам выправит все свои дефекты и примет форму, свойственную данному веществу, например превратится в октаэдр, если используете соль хромокалиевых квасцов, ромб — если используете медный купорос.

Кристаллы
калий-алюминиевых квасцов

Выращивание кристаллов — процесс занимательный, но требующий бережного и осторожного отношения к своей работе. Теоретически размер кристалла, который можно вырастить в домашних условиях таким способом, неограничен. Известны случаи, когда энтузиасты получали кристаллы такой величины, что поднять их могли только с помощью товарищей.

Но, есть некоторые особенности их хранения (конечно каждая соль и вещество имеют свои особенности).
Например, если кристаллик квасцов оставить открытым в сухом воздухе, он, постепенно теряя содержащуюся в нём воду, превратится в невзрачный серый порошок. Чтобы предохранить его от разрушения, можно покрыть бесцветным лаком. Медный купорос и поваренная соль — более стойки и Вы смело можете с ними работать.

Как вырастить кристалл

Кристалл йодида калия
(KI)

Вырастить кристалл можно из разных веществ: например из сахара, даже каменные — искусственное выращивание камней, с соблюдением строгих правил по температуре, давлению, влажности и других факторов (искусственные рубины, аметисты, кварц, цитрины, морионы).

В домашних условиях, конечно, всего этого у нас не получится, поэтому поступим другим образом. Будем выращивать кристаллы соли. У всех у нас есть дома обычная пищевая соль (как наверное, знаете, что её химическое название хлорид натрия NaCl). Подойдёт и любая другая соль (соль — с химической точки зрения), например, можно получить красивые синие кристаллы из медного купороса или или любого другого купороса (например железного). Можно использовать квасцы (двойные соли металлов серной кислоты), тиосульфата натрия (раньше использовался для изготовления фотографий).
Для всех этих солей (да и вообще для соли) не требуется особых каких-то условий: сделали раствор, опустили туда «зародыш» (всё это подробно описано ниже) и растёт он себе, каждый день прибавляя в росте.

Да, не следует раскрашивать раствор, где растёт Ваш кристалл, например красками или чем нибудь подобным, — это лишь испортить сам раствор, а кристалл всё же не покрасит! Лучший способ получить цветные кристаллы — это подобрать нужную по цвету соль! Но будьте внимательными: например кристаллы жёлтой кровной соли имеют красно-оранжевый цвет — а раствор получается жёлтым.

Вот теперь можем приступить!

Выращивание кристаллов поваренной соли

Кристаллы поваренной соли
(NaCl)

Кристаллы поваренной соли — процесс выращивания не требует наличия каких-то особых химических препаратов. У нас всех есть пищевая соль (или поваренная соль), которую мы принимаем в пищу. Её также можно назвать и каменной — всё одно и то же. Кристаллы поваренной соли NaCl представляют собой бесцветные прозрачные кубики.
Начнём. Разведите раствор поваренной соли следующим образом: налейте воды в ёмкость (например стакан) и поставьте его в кастрюлю с тёплой водой (не более 50°С — 60°С). Конечно, в идеальном варианте, если вода не будет содержать растворённых солей (т.е. дистиллированная), но в нашем случаем можно воспользоваться и водопроводной. Насыпьте пищевую соль в стакан и оставьте минут на 5, предварительно помешав. За это время стакан с водой нагреется, а соль растворится. Желательно, чтобы температура воды пока не снижалась. Затем добавьте ещё соль и снова перемешайте. Повторяйте этот этап до тех пор, пока соль уже не будет растворяться и будет оседать на дно стакана.
Мы получили насыщенный раствор соли. Перелейте его в чистую ёмкость такого же объёма, избавившись при этом от излишек соли на дне.
Выберите любой понравившийся более крупный кристаллик поваренной соли и положите его на дно стакана с насыщенным раствором. Можно кристаллик привязать за нитку и подвесить, чтобы он не касался стенок стакана.
Теперь нужно подождать.
Уже через пару дней можно заметить значительный для кристаллика рост. С каждым днём он будет увеличиваться. А если проделать всё то же ещё раз (приготовить насыщенный раствор соли и опустить в него этот кристаллик), то он будет расти гораздо быстрее (извлеките кристаллик и используйте уже приготовленный раствор, добавляя в него воды и необходимую порцию пищевой соли). Помните, что раствор должен быть насыщенным, то есть при приготовлении раствора на дне стакана всегда должна оставаться соль (на всякий случай).
Для сведений: в 100г воды при температуре 20°С может раствориться приблизительно 35 г поваренной соли. С повышением температуры растворимость соли растёт.

Так выращивают кристаллы поваренной соли (или кристаллы соли, форма и цвет которых Вам больше нравится)

Выращивание кристаллов медного купороса

Кристаллы медного купороса — выращиваются подобным образом, также, как с поваренной солью: сначала готовится насыщенный раствор соли, затем в этот раствор опускается понравившийся маленький кристаллик соли медного купороса.
Внимание! медный купорос- — химически активная соль! Поэтому для удачности опыта в этом случае воду нужно взять дистиллированную, т.е. не содержащую других растворённых в ней солей. Из под крана воду тоже лучше не брать, так как она во-первых содержит растворённые соли, во-вторых может быть сильно хлорированной. Примеси (особенно карбонаты в жёсткой вроде) вступают в химические реакции с медным купоросом, из-за чего раствор сильно портится

Если всё в порядке, — продолжим. Если Вы решили не переливать раствор из ёмкости, в которой первоначально рос маленький кристаллик, тогда подвесьте кристаллик, что бы он не касался других кристалликов, оставшихся на дне!

Выращивание кристаллов производят не только из растворов, но и из расплавов соли. Ярким примером могут служить жёлтые непрозрачные кристаллы серы, имеющие форму ромба или вытянутых призм. Но с серой, особо, работать не советую. Газ, образующийся при её испарении,
вреден для здоровья.

Можно избежать роста отдельных граней кристаллика. Для этого эти грани надо нанести раствор вазелина или жира.

Выращивание кристаллов меди

:
Кристаллы меди (Cu)

Теперь вырастим красные кристаллы меди. Нам необходимы медный купорос, поваренная соль, стальная пластинка по форме сечения ёмкости (немного меньшего периметра. Можно использовать стальную стружки или кнопки), где будут расти кристаллы меди и кружок из промокательной бумаги в форме сечения.
Итак, положите немного медного купороса на дно пузырька (желательно равномерно по площади). Сверху насыпьте поваренной соли и закройте всё это вырезанным кружком бумаги. На неё положите железную пластинку (или засыпьте стальной стружкой). Всё это вместе надо залить насыщенным раствором поваренной соли (такой раствор мы готовили из поваренной соли). Оставьте ёмкость приблизительно на неделю. За это время вырастут иглоугольные красные кристаллы меди.
Когда идёт процесс роста старайтесь не переносить ёмкость, а также очень нежелательно изымать кристаллики из раствора.

Можно вырастить кристалл разноцветным и многослойным. Их получают путём приготовления растворов квасцов (двойные соли серной кислоты) и переносят поочерёдно выращиваемый кристаллик из одного раствора в другой.

Если смешать горячие концентрированные растворы сульфатов алюминия Al₂(SO₄)₃ и калия K₂(SO₄), а полученный раствор охладить, то из него начнут кристаллизоваться квасцы — двойной сульфат калия и алюминия 2KAl(SO₄)₂•12Н₂О. Квасцы растворяются в воде так: 5,9 г на 100 г воды при 20 °С, но уже 109 г — при 90 °С в пересчёте на безводную соль. При хранении на воздухе квасцы выветриваются. При температуре 92,5 °С они плавятся в своей кристаллизационной воде, а при нагревании до 120 °С обезвоживаются, переходя в жжёные квасцы, которые разлагаются лишь при температуре выше 700 °С. Молекулы воды, входящие в состав квасцов, связаны химической связью с ионами калия и алюминия, поэтому соли квасцов имеют формулу, которую правильнее записывать в виде комплексной соли [K(H₂O)₆][Al(H₂O)₆](SO₄)₂.

Кое-что о жидких кристаллах

Жидкие кристаллы — это вещества, которые ведут себя одновременно как жидкости и как твёрдые тела. Молекулы в жидких кристаллах, с одной стороны, довольно подвижны, с другой — расположены регулярно, образуя подобие кристаллической структуры (одномерной или двумерной). Часто уже при небольшом нагревании правильное расположение молекул нарушается, и жидкий кристалл становится обычной жидкостью. Напротив, при достаточно низких температурах они замерзают, превращаясь в твёрдые тела.
Регулярное расположение молекул в жидких кристаллах обусловливает их особые оптические свойства. Их свойствами можно управлять, подвергая действию магнитного или электрического поля. Это используется в жидкокристаллических индикаторах часов, калькуляторов, компьютеров и последних моделей телевизоров.

Итак, процесс выращивание кристаллов в домашних условиях разделим на основные этапы:

Этап 1: Растворить соль, из которой будет расти кристалл, в подогретой воде (подогтерть нужно для того, чтобы соль растворилось немного больше, чем может раствориться при комнатной температуре). Растворять соль до тех пор, пока будете уверены, что соль уже больше не растворяется (раствор насыщен!). Рекомендую использовать дистиллированную воду (т.е. не содержащую примесей других солей)

Этап 2: Насыщенный раствор перелить в другую ёмкость, где можно производить выращивание кристаллов (с учётом того, что он будет увеличиваться). На этом этапе следите, чтобы раствор не особо остывал.

Этап 3: Привяжите на нитку кристаллик соли, нитку привяжите например к спичке и положите спичку на края стакана (ёмкости), где налит насыщенный раствор (этап 3). Кристаллик опустите в насыщенные раствор.

Этап 4: Перенесите ёмкость с насыщенным раствором и кристалликом в место, где нет сквозняков, вибрации и сильного света (выращивание кристаллов требует соблюдение этих условий).

Этап 5: Накройте чем-нибудь сверху ёмкость с кристалликом (например бумагой) от попадания пыли и мусора. Оставьте раствор на пару дней.

Важно помнить!

1. кристаллик нельзя при росте без особой причины вынимать из раствора

2. не допускать попадание мусора в насыщенные раствор, наиболее предпочтительно использовать дистиллированную воду

3. следить за уровнем насыщенного раствора, периодически (раз в неделю или две) обновлять при испарении раствор

Графики растворимости соли в воде

Выращивание кристаллов. ЧТО НУЖНО ЗНАТЬ!

2016 ноябрь_МБОУ г. Мурманска СОШ № 45 Никитина Н.В.Проект «Выращивание кристаллов»

Проект «Выращивание кристаллов»

Актуальность.

В последнее время появилось много интересных интеллектуальных игр «Вырасти кристаллы», «Юный химик», «Домашняя лаборатория». Это дает возможность познавать удивительный мир химических веществ. Мы решили не просто вырастить кристаллы, но и изучить, как на это будут влиять температура воздуха и освещенность, температура раствора.

Данные нашего проекта можно использовать на уроках окружающего мира и химии.

Цель проекта:

Научить учащихся выращивать кристаллы из поваренной соли, сахара, сульфат меди CUSO4 (вещество ядовито), дигидрофосфата аммония NH 4H 2PO4.

Задачи проекта:

1. Познакомить учащихся с методикой выращивания кристаллов разных веществ.
2. Учить учащихся фиксировать данные эксперимента в дневнике наблюдений.
3. Учить анализировать и систематизировать полученных данные опытов, делать выводы и умозаключения.

Объект: поваренная соль, сахар, сульфат меди CUSO4 (вещество ядовито). Оборудование: перчатки, чашки (одноразовая посуда для выращивания кристаллов), мерная ложка,  деревянные палочки, ложка для размешивания.

Внимание! При попадании реактивов на кожу или в глаза немедленно промойте их проточной водой!

Ход работы

1. Рассказ учителя.

Выращивание кристаллов в домашних условиях разными способами.

Раствор – это жидкость с растворившимся в воде каким-либо веществом. У каждого вещества есть свой предел растворимости в воде — раствор, вместивший в себя максимально возможное количество  растворяемого вещества, называется насыщенным раствором. Именно из таких растворов и получают кристаллы.   

Выращивание кристаллов в домашних условиях производят разными способами. Выращивать кристаллы можно, например, охлаждая насыщенный раствор. С понижением температуры растворимость веществ уменьшается (в основном, это касается безводной соли), и они, как говорят, выпадают в осадок.

Выращивание кристаллов можно осуществить и другим способом — постепенным удалением воды из насыщенного раствора. И в этом случае, чем медленнее удаляется вода, тем лучше получается результат.

1. Методика выращивания кристаллов из поваренной соли.

Возьмите стакан горячей воды (желательно дистиллированной) и добавьте 5-6 столовых ложек соли и перемешайте до полного растворения. Затем добавьте ещё 2-3 мерные ложки соли и растворите её. Повторяйте этот этап до тех пор, пока  соль перестанет растворяться и будет оседать на дно.  Насыщенный раствор соли переливают в чистую емкость. На нитку выбираем и привязываем 3-4 крупных кристалла соли. К деревянной палочке привязать нитку с кристаллами соли и опустить в насыщенный раствор. Емкость закрыть сверху бумагой, чтобы не попадала пыль. Раствор оставляем на несколько дней, пока не вырастут кристаллы.

1. Методика выращивания кристаллов сахара.

В четверти стакана горячей воды растворите 3 столовых ложки сахара. Это сахарный сироп. Возьмите деревянные палочки (по количеству детей). Обмакните палочки в сахарный сироп, затем обваляйте в сахаре (оставьте место для  «ручки»). Дайте заготовкам просохнуть. Через 3 часа заготовки будут готовы. Затем готовим насыщенный раствор. В стакан горячей воды добавить 1,5 стакана сахарного песку и размешать до полного растворения. Можно добавить красители. Тогда кристаллы будут цветными. Опустим палочки с кристаллами сахара в раствор и закрепим их. Оставим раствор на несколько дней.

1. Методика выращивания кристаллов сульфат меди CUSO4.

Медный купорос продаётся в хозяйственных магазинах. Для выращивания нужно использовать только дистиллированную воду. Продается в автомагазинах, аптеках. Работать можно только в защитных перчатках. Вещество ядовито. При попадании на кожу, следует промыть водой. В стакан теплой воды  добавляем мерные ложки медного купороса и размешиваем для полного растворения. Привязываем пуговицу к нитке. На ней будет расти кристалл. Опускаем нитку в стакан с раствором и оставляем на несколько дней.

1. Работа с дневником наблюдений.

Каждый день учащиеся осматривают нитки с «затравками» для роста кристаллов. Затравки сдвигать нельзя. Линейкой аккуратно измеряют через стекло стакана размер кристаллов и фиксируют в дневнике наблюдений. Наблюдения следует проводить в одно и то же время.

Дневник наблюдений

Выводы: ….

Кристаллы сульфата меди CUSO4

Кристаллы поваренной соли

Кристаллы сахара

Проект можно преобразовать в научно-исследовательскую работу, если изменять условия выращивания кристаллов: освещенность, температуру раствора, температуру воздуха, концентрация раствора и т. д.

Выводы:

1.Научились проводить опыты с химическими веществами согласно инструкции учителя.

2. Ученики научились выращивать кристаллы и фиксировать полученные данные в дневнике наблюдений.

3. Учились анализировать и систематизировать полученные данные.

Практическое задание «Вырастить кристалл из соли»

Внимание!

Перед изучением того, как вырастить кристалл в домашних условиях, важно вспомнить основные правила техники безопасности при  экспериментировании с токсичными солями:

• нельзя во время эксперимента использовать пищевую посуду, так как последующее ее применение во время приема пищи способно спровоцировать отравление организма;

• нельзя употреблять пищу одновременно с проведением опытов, что тоже может вызвать отравление;

• нельзя для опытов использовать неизвестные реактивы;

• во время проведения опытов нужно пользоваться перчатками и защитной одеждой;

• в случае попадания раствора на кожу нужно немедленно промыть этот участок чистой проточной водой. Если на кожу попала кислота, то нужно обработать тело слабым раствором щелочи. Ну и наоборот: когда попала на кожу щёлочь, то место поражения обрабатывается  слабокислым раствором. Если же попал раствор  на слизистые или в глаза, то следует срочно обратиться в больницу, а до того промыть их  водой.

Как вырастить кристалл соли

Один из самых простых способов, как вырастить кристалл соли в домашних условиях, потребует от его исполнителей не только помудрить с раствором, но и запастись недюжинным терпением. Итак:

Для работы понадобится:

• питьевая вода

• небольшая кастрюлька

• прозрачная стеклянная емкость (лучший вариант — банка)

• пачка поваренной соли

• шелковая нитка.

Вскипятите воду и сразу же налейте в баночку.

Добавьте 2-3 столовые ложки соли к смеси и перемешайте ложкой, пока не растворятся даже мелкие частички.

Всыпьте остальную соль и тщательно перемешайте.

Теперь у вас готов насыщенный раствор.

Хорошенько встряхните банку.

Обвяжите шнурок вокруг карандаша или палочки.

Обрежьте лишнюю длину так, чтобы шнурок не соприкасался с дном баночки.

Опустите конец веревки в банку.

Оставьте баночку в теплом солнечном месте на 1-3 недели. Не проверяйте шнурок регулярно, он будет постепенно покрываться белыми кристаллами.

Вместо веревки можно использовать железное кольцо, тогда кристаллы будут нарастать по кругу.

Выращивание кристаллов из соли и медного купороса

Я выбрал для своей исследовательской работы и проекта процесс выращивание кристаллов из соли, а также из медного купороса. Выращивание кристаллов в домашних условиях — процесс интересный, занимательный, но требующий бережного и осторожного отношения к своей работе дома.

Время от времени кристаллизатор необходимо чистить: сливать раствор и удалять мелкие кристаллики, наросшие на основном, а также на стенках и дне сосуда.

Теоретически размер кристалла, который можно вырастить в домашних условиях таким способом, неограничен.

Известны случаи, когда энтузиасты получали кристаллы такой величины, что поднять их могли только с помощью товарищей.

Форма кристаллов одной и той же соли зависит от многих факторов:

1) Если начальная концентрация сильно высокая, то у вас вырастет друза (сросшиеся кристаллы).

2) В течение всего времени роста кристалла желательно поддерживать одну и ту же температуру, т. к. даже незначительные перепады способны повлиять на его форму.

3) Если раствор будет недостаточно чистым или в него попадёт пыль, то это может существенно повлиять на форму кристалла.

4) Очень часто необходимо достать кристалл из раствора для каких-либо целей (сменить раствор, например).

НИКОГДА не берите кристалл руками: на руках постоянно присутствует слой кожного сала, который при попадании на растущую грань кристалла препятствует росту этой грани. Для того, чтобы достать кристалл, очень удобно использовать пинцет (желательно хромированный).

У кристаллов есть своя особенность, кристаллы должны быть гладкими и прозрачными, как стекло.

Однако, при частом прикасании к кристаллу, хранении на открытом воздухе, на свету, мы наблюдаем его помутнение: кристалл выветривается, т.е. теряет, всегда входящую в его состав воду.

Например, если кристаллик квасцов оставить открытым в сухом воздухе, он, постепенно теряя содержащуюся в нём воду, превратится в невзрачный серый порошок. Чтобы предохранить его от разрушения, можно покрыть бесцветным лаком.

Медный купорос и поваренная соль — более стойки и Вы смело можете с ними работать.

Выращивать кристаллы можно из разных веществ: например из сахара, даже каменные — искусственное выращивание камней, с соблюдением строгих правил по температуре, давлению, влажности и других факторов (искусственные рубины, аметисты, кварц, цитрины, морионы).

Перейти к стр.6 Подготовительный этап выращивания кристаллов

🎀Как вырастить кристаллы из соли и сделать елочную игрушку своими руками. Новогодние поделки

Новогодние поделки: кристаллы из соли в домашних условиях

Выращивание кристаллов из соли — один из самых простых опытов в домашних условиях, которые родители любят проводить с самыми маленькими детьми. Но не все знают, что результаты этих опытов могут стать новогодними украшениями или елочными игрушками. Для этого не нужны никакие наборы по выращиванию кристаллов — достаточно кусочков пушистой проволоки. Вот какие фигурки использует для выращивания кристаллов и новогодних поделок автор блога «Это интересно!» Татьяна Пироженко.

Нам понадобится:

• белая пушистая (синельная) проволока (3 кусочка по 7 см)
• зеленая синельная проволока — примерно 30 см
• пол-литровая стеклянная банка
• поваренная соль — около 18 чайных ложек
• нитки и деревянные палочки для подвешивания фигурок

Не используйте во время опытов с маленькими детьми другие соли (например, медный купорос). Их кристаллы могут быть гораздо красивее по форме и по цвету, но большинство из них ядовито. А дети могут не удержаться от искушения «попробовать на зубок» такие красивые кристаллики-крупинки.

1. Делаем снежинку, перемотав кусочки проволоки посередине обычной ниткой. Концы нитки должны остаться достаточно длинными, чтобы за них можно было подвешивать снежинку.
2. В пол-литровую банку нальем кипяток. Можно и просто горячую воду, но чем горячее, тем быстрее будут образовываться кристаллы. И добавим в нее примерно 18 столовых ложек соли грубого помола. Соль надо добавлять в воду по ложке, тщательно размешивая, пока не заметите, что соль больше не растворяется. Значит, раствор получился перенасыщенным — как раз таким, какой нам нужен. Если раствор получился мутным из-за того, что соль была с примесями, то его желательно отфильтровать и перелить в новую банку.
3. Теперь в этот раствор опускаем снежинку и ставим банку в тихое место.

Уже через час-два будет видно, как в банке на дне, на стенках, на нитке и на снежинке начнут появляться кристаллики соли, похожие на белый искрящийся снег.

4. Процесс активного образования кристаллов будет идти быстро до тех пор, пока вода не остынет до комнатной температуры. Дальше процесс пойдет гораздо медленнее. Поэтому примерно через сутки снежинка уже примет окончательный вид.
5. Тогда ее можно будет вынуть, высушить и использовать для украшения дома на Новый год или как елочную игрушку.

Объяснение опыта. При растворении поваренной соли в воде кажется, что соль полностью исчезает. Но это не так. Частички соли распадаются на мельчайшие кусочки, невидимые глазу. Но при определенных условиях они могут собраться вместе и снова стать видимыми. Да не просто видимыми, а создать причудливые структуры. Когда мы делаем перенасыщенный солевой раствор, растворяя в банке с водой соли больше, чем она может «принять», то излишки соли тут же начинают снова собираться в кристаллы. Очагом роста кристаллов может послужить любое тело в воде: пылинка, нерастворившийся кристаллик той же соли или нитка. Поэтому когда мы опускаем в солевой раствор любую фигурку снежинку, на ней тут же начинают расти кристаллы соли.

6. Теперь, когда мы потренировались на снежинке, можно сделать из синельной проволоки фигурку елочки. Для этого нарисуем контур елки на бумаге, а потом согнем по нему проволоку. Привязываем получившуюся елочку за нитку к середине деревянной палочки.

7. В такой же соляной раствор, как мы уже готовили (можно это делать одновременно) опускаем елочку так, чтобы она висела на палке, полностью погруженная в воду. Буквально за минуты ворсинки на проволоке начинают покрывать солевые кристаллики, и елка обрастает инеем!
8. Когда раствор остынет до комнатной температуры, вынимаем фигурку из банки и подвешиваем, чтобы стекла вода. Когда елочка высохнет, ее можно будет использовать в какой-нибудь новогодней композиции или в качестве елочной игрушки.

Авторская статья

https://www.7ya.ru/Bauskas iela 58A — 7RīgaLV-1004

Оцените статью

Читайте также

18.12.2017

Обновлено 18.11.2020

Сибирские ученые промоделировали на суперкомпьютере процесс роста кристаллов серотонина, известного как «гормон счастья»

Поняв, как выращивать кристаллы солей серотонина — знаменитого гормона счастья, российские ученые выяснили, как лучше предсказывать формы других кристаллов, выращиваемых из растворов.

Химикам из Сибирского отделения РАН удалось сделать важный шаг к пониманию того, по каким законам выстраиваются молекулы в кристаллах, выращенных из различных сред. Их исследование опубликовано в журнале Computational and Theoretical Chemistry (COMPTC), работа велась при поддержке Российского научного фонда (РНФ).

Грант РНФ позволил провести трехлетнее исследование роли жидкостей в превращениях с участием кристаллов различных веществ при высоком давлении и при нормальных условиях. Данная работа — часть этого проекта. Без соответствующей поддержки Российского научного фонда не было бы возможности не только провести ряд расчетов и экспериментов в данной области, но и вообще заняться столь интересной и перспективной темой, интенсивно развивающейся за рубежом. Достаточно сказать, что самим своим существованием коллектив исполнителей в его настоящем виде обязан именно данному гранту — большая часть участников проекта привлечена к работе по нему в Институте химии твердого тела и механохимии (ИХТТМ) СО РАН в качестве совместителей из других организаций.

Недавно были опубликованы результаты международного «слепого теста» — соревнования, в котором различные научные группы пробовали предсказать экспериментальную кристаллическую структуру, используя только суперкомпьютеры и соответствующие расчетные методы.

Каждому участнику присылалась молекулярная формула вещества, после чего он должен был выдать координаты атомов трехмерной структуры. Решение этой невероятно сложной задачи означало бы, что кристаллическую структуру любого вещества можно получить, не прибегая к специальным (и очень дорогим) приборам, просто «сидя за компьютером».

Результаты соревнований кристаллографов из раза в раз улучшаются, тем не менее на сегодняшний день нельзя сказать, что предсказаниям кристаллической структуры программными методами можно полностью доверять, ведь процент ошибок все еще высок. Ситуация также усложняется тем, что такого рода расчеты используют огромные временные и вычислительные ресурсы.

Но главная проблема заключается даже не в этом. Учеными показано, что, несмотря на серьезную предсказательную силу программ, сегодня ни одна из них не опирается на методы получения предсказанных структур в реальных условиях.

Другими словами, даже зная, какая кристаллическая структура должна образоваться, ученые до сих пор не могут однозначно сказать, как именно получить ее в лаборатории.

«Предсказать структуру кристалла до начала эксперимента на сегодняшний день очень сложно», — пояснил «Газете.Ru» младший научный сотрудник Института химии твердого тела и механохимии (ИХТТМ) СО РАН и Новосибирского государственного университета Денис Рычков, отметив, что сложнее всего дело обстоит с предсказанием структуры кристаллов органических молекул, которое бы учитывало реальные условия их кристаллизации, в частности природу растворителя.

Рычков с коллегами решил выяснить, по каким законам растут кристаллы солей серотонина, известного «гормона счастья», имеющего большое значение для биологических процессов и для фармацевтики.

Проведя математическое моделирование, на которое ушло около месяца машинного времени, ученые пришли к выводу, что геометрия молекулы серотонина и, соответственно, кристаллическая структура солей зависят от способа получения кристалла. При помощи суперкомпьютера они изучили поведение молекулы серотонина в водном растворе и сравнили с поведением той же молекулы в вакууме. Химики определили, как энергия молекулы зависит от ее пространственного строения в тех или иных случаях.

«Проще говоря, выяснилось, что геометрия получившейся молекулы в кристалле очень близка к преимущественной геометрии в растворе, из которого его выращивали», — объяснил Рычков. По его словам, до этого влияние растворителей никак не учитывалось учеными при предсказании структур выращенных кристаллов.

«Судя по всему, его надо учитывать, потому что строение кристалла зависит не только от того, какие в нем молекулы и как они взаимодействуют, но и от того, как происходила кристаллизация из раствора», — добавил ученый.

Авторы предполагают, что это утверждение справедливо не только для молекул серотонина, но и для большинства кристаллов, выращенных из раствора. Полученный вывод внесет вклад в развитие предсказательных методов кристаллографии и поможет сократить разрыв между теоретически предсказанными кристаллическими структурами и их получением в лаборатории.

Известно, что одни и те же химические вещества могут существовать в различных полиморфных модификациях (например, алмаз, графен, графит), образуя различные кристаллические упаковки. Таким образом, при постоянном химическом составе кристаллы обладают различными свойствами. Это же свойство наблюдается у органических кристаллов, часто применяемых в молекулярных материалах, например в фармацевтике. От взаимной ориентации молекул могут зависеть такие важные свойства медикаментов, как растворимость, способность прессоваться и другие.

«В этом мост между задачами фармацевтики и локальной проблемой предсказания структуры кристаллов», — пояснил Рычков.

Данная работа проводилась в научной группе Елены Болдыревой (ИХТТМ СО РАН) при тесном взаимодействии с Сибирским суперкомпьютерным центром, Институтом катализа (ИК СО РАН), Институтом химической биологии и фундаментальной медицины (ИХБФМ СО РАН) и Университетом Эдинбурга (Великобритания).

Выращиваем кристалл быстро | Своя лаборатория

Кристалл… От этого слова прямо-таки веет магией. Не знаю как насчет магических свойств кристаллов, а вот разнообразными полезными физическими свойствами они точно обладают. Кристаллы широко применяются в современной электронике, оптике и других областях техники. Ну и, конечно же, кристаллы просто красивы. Они притягивают взор своей правильной формой и природной симметрией. Причем это касается не только драгоценных кристаллов, но и кристаллов, выращенных из подручных средств.

Мы уже кое-что знаем о кристаллическом состоянии вещества из статьи о кристаллах. Настало время перейти к практическим занятиям 🙂

Эксперимент по выращиванию кристаллов имеет ряд особенностей. Одной из таких особенностей является длительность проведения опыта. Дело все в том, что хороший и красивый, а, главное, большой кристалл нельзя вырастить быстро. На это нужно время. Именно поэтому опыт по выращиванию кристаллов в течение девяти дней развивался в рубрике Живой эксперимент, где вы могли наблюдать за ходом процесса и, даже может быть, вести параллельно свой эксперимент. Эта статья является обобщением полученных в ходе опыта сведений. Итак, инструкция для тех, кто хочет сам вырастить кристалл.

Для этого нам понадобятся:

• Вода
• Емкость, в которой будет расти кристалл. Лучше всего, если емкость будет прозрачной, например, стеклянная банка. В этом случае будет удобно наблюдать за течением процесса.
• Небольшой кусочек картона, чтобы вырезать крышечку для емкости
• Воронка
• Фильтровальная бумага или любой материал, с помощью которого можно будет профильтровать раствор. Можно использовать салфетку.
• Нитка. Лучше взять нитку потоньше и более гладкую, например, шелковую.
• Ну и, конечно же, то вещество, из которого мы будем выращивать кристалл. В опыте используется медный купорос. Кристалл из него должен получиться красивого голубого цвета. К тому же достать медный купорос довольно просто – обычно он продается в любом садово-огородном магазине. Если же вам не удалось найти медный купорос или просто лень идти в магазин, то можно использовать любое кристаллическое вещество, например, обычную поваренную соль или сахар.

Перед началом опыта я вас должен предупредить на случай, если вы захотите повторить его, о мерах личной безопасности. Вы будете работать с химическими веществами, которые могут принести вам вред. Не используйте для своего опыта пищевые емкости, пользуйтесь защитными средствами (перчатки, очки), тщательно мойте свою лабораторную посуду. При попадании химических веществ на кожу или в глаза, тщательно промойте их водой. При попадании внутрь – обратитесь к врачу.

Ну вот, с формальностями покончено, приступим.

День 1.

Как я уже говорил, выращивание кристаллов – это процедура, имеющая некоторые особенности. Еще одна особенность этого опыта помимо длительности – это необходимость выращивания так называемой затравки, т.е. небольшого кристаллика, на основе которого будет расти большой кристалл. Можно обойтись и без затравки, но в таком случае сложно вырастить красивый монокристалл. Поэтому лучше все-таки затравку вырастить, тем более, что в этом нет ничего сложного.

Приготовим насыщенный раствор.

Насыпем в стеклянную емкость немного медного купороса (здесь и далее я буду говорить о медном купоросе, поскольку именно он участвует в опыте, вы же используйте то вещество, которое удалось найти).

Заливаем соль (а медный купорос является серно-медной солью) небольшим количеством горячей воды. Использование горячей воды обязательно, т.к. при повышенной температуре увеличивается растворимость солей.

Лучше поместить емкость на водяную баню, чтобы раствор не охлаждался раньше времени.

Размешиваем соль до растворения, а затем добавляем еще соли и снова размешиваем. Так повторяем до тех пор, пока соль не перестанет растворяться в воде.

Таким образом, мы получили насыщенный раствор соли.

Теперь полученный раствор нужно профильтровать. Сделать это нужно для того, чтобы в растворе не осталось посторонних частиц, например, пыли или примесей. Посторонние частицы могут служить дополнительными центрами кристаллизации, т.е. вокруг них начнут образовываться другие кристаллики, а нам этого не нужно. На данной стадии эксперимента это не очень критично, но позднее чистота раствора будет очень важна.

После того как профильтровали, в раствор нужно кинуть несколько кристалликов соли – на них и начнут образовываться затравки.

Теперь емкость нужно поместить в такое место, где будет обеспечен более-менее постоянный температурный режим (подоконник для этого замечательно подходит), и чем-нибудь прикрыть, чтобы не допустить попадания посторонних примесей.

Раствор начнет охлаждаться и пересыщаться, т.е. соли начнет становиться в растворе больше, чем она может раствориться при данной температуре. Соль начнет кристаллизоваться, а центрами кристаллизации станут те крупинки соли, которые мы добавили в насыщенный раствор. Ждать нужно будет дня 2-3. После этого приступим к следующей стадии эксперимента.

День 2.

Видно, что на дне сосуда стали образовываться кристаллики.

День 3.

Кристаллики подросли. В принципе, их размера достаточно для использования в качестве затравки, но я попробую выдержать их еще один день.

День 4.

Ну что ж, прошло уже достаточно времени, и у нас сформировался неплохой материал для затравки. Осталось выбрать подходящего кандидата.

Уже довольно красиво, не правда ли? Но мы на достигнутом останавливаться не будем и продолжим наш эксперимент.

На вид кажется, что образовавшаяся масса кристалликов представляет собой монолит, но на самом деле разделить кристаллики не представляет особого труда.

Постарайтесь выбрать кристаллик наиболее правильной формы. Я выбрал далеко не самый большой из имеющихся, но его форма мне понравилась больше всего. Чем правильнее будет форма затравки, тем правильнее в дальнейшем будет форма кристалла. Чтобы были более понятны размеры затравки, я рядышком положил спичку.

Теперь нужно к затравке привязать нитку. Как я писал в начале статьи, лучше взять нитку менее ворсистую, чтобы на ее торчащих ворсинках не образовывались побочные кристаллы. Не используйте в качестве подвеса проволоку.

Теперь нитку с затравкой нужно продеть через крышку емкости и закрепить на обратной стороне. Закрепить нужно так, чтобы в любой момент была возможность отрегулировать высоту подвеса. К примеру, можно с обратной стороны намотать излишек нитки на спичку или закрепить нитку скрепкой.

Теперь нам нужно приготовить свежий раствор соли. Делается он таким же способом как и для затравки: растворение в горячей воде соли, пока она не перестанет растворяться, фильтрация раствора. В этот свежий раствор мы и помещаем нашу затравку. Проследите, чтобы затравка не касалась дна и стенок емкости, иначе кристалл начнет расти неправильной формы.

И вот теперь у нас есть два пути. Первый — более сложный. Он требует больше внимания и усилий. Дело в том, что наиболее красивые и правильные по форме кристаллы получаются, когда процесс кристаллизации идет медленно. Следовательно, нам нужно обеспечить плавное охлаждение раствора соли. Для этого нужно нашу емкость с затравкой помещать в термососуды, постоянно контролировать температуру раствора. Говоря простым языком, возни довольно много. Но и награда за такие усилия стоящая — кристалл получится максимально чистый и правильной формы.

Второй путь гораздо проще. Вы поместили затравку в горячий раствор и можете на какое-то время про него забыть, предоставив процесс кристаллизации на волю случая. При этом способе растущий кристалл может не быть идеальной формы, но процесс роста будет быстрее.

Я выбрал второй путь. В конце-концов, пройдя по более простому пути и получив некоторый опыт, я всегда могу проделать и более сложный вариант эксперимента. К тому же нужно иметь ввиду, что быстрый вариант опыта – это вовсе не означает, что его можно провести за пару часов. Даже при ускоренном опыте кристалл будет расти несколько дней. В случае же длительного варианта эксперимент может растянуться на 1 – 2 месяца.

Но и в том и другом случает нужно следить за ростом кристалла. Лишний раз доставать кристалл и трогать его не нужно — это может сказаться на его форме. Если на кристалле или нитке стали образовываться побочные кристаллики, их нужно аккуратно снимать, чтобы они также не портили форму основного кристалла.

И еще один момент. Если вы опустили в раствор затравку, а она не стала увеличиваться, а совсем наоборот, растворяется, то это означает, что вы приготовили ненасыщенный раствор. Процедуру приготовления раствора придется повторить.

Итак продолжаем следить за ростом кристалла. Если у вас возникли вопросы, можете обратиться ко мне в комментариях или через форму обратной связи.

День 5.

За сутки кристалл значительно вырос. На фото кристалл в сравнении со спичкой и кристалликом — дублером затравки, который я вчера оставил на всякий случай.

Однако, как видите, форма кристалла не идеальна, имеется множество дефектов. Это результат быстрого роста кристалла. Но он мне все равно нравится 🙂

Я обновил раствор так, как это делал раньше, и снова опустил туда кристалл. Так как размеры кристалла значительно увеличились по сравнению с предыдущим днем, потребовалась корректировка высоты подвеса затравки. Эксперимент продолжается.

День 6.

Кристалл подрос. Снова обновил раствор медного купороса.

День 7.

Кристалл уже еле влезает в мой стакан! Не забываем очищать нить от наростающих маленьких кристалликов.

День 8.

День 9.

Ну, вот и наступил, я считаю, последний день эксперимента. Последний не потому, что далее кристалл расти не сможет, а потому, что в моей лабораторной посуде ему стало тесновато. Достаем кристалл, обрезаем ему под самый корень ниточку и промакиваем салфетками. От любования своим произведением искусства нас отделяет один шаг. Дело в том, что если оставить кристалл как есть, он довольно скоро разрушится. Чтобы этого не произошло, его нужно «одеть» в защитную оболочку. Самый лучший вариант, это покрыть его прозрачным лаком. Можно и поместить его в герметично закрывающуюся посуду, например, в банку. Но мне кажется, что наилучший вариант — это все же покрыть его лаком. Это придаст ему дополнительный блеск, да и наблюдать его можно будет, что называется, вживую, а не через стекло.

А вот теперь можно и хорошенько рассмотреть кристалл. Конечно, его форма не получилась идеальной. Но я нарочно выбрал быстрый путь роста кристалла вместо качественного. В любом случае, я остался доволен полученным результатом. За девять дней кристалл вырос более чем на семь сантиметров в длину — довольно неплохой результат!

Я даже захотел дать ему название. Дают же крупным и уникальным драгоценным камням имена. Например, как знаменитому бриллианту дали название «Граф Орлов». Мой кристалл, конечно, далеко не бриллиант, но мне он по-своему дорог 🙂 Поэтому не без доли юмора, я решил назвать получившийся семисантиметровый камушек Малышом.

На этом эксперимент можно считать оконченным. А в завершении — несколько фоток Малыша.

Удачных вам экспериментов!

растущих кристаллов | Центр наномасштабных исследований

Выращивание кристаллов Спросите себя…

Вы когда-нибудь задумывались, как выглядят атомы в материалах вокруг вас? Все они выстроены в аккуратные ряды или складываются вместе в классный узор? Как мы можем узнать, нет ли у нас сверхмощного микроскопа?

Один из способов узнать, как устроены атомы, — это выращивать кристаллы вместе с материалом. Для выращивания кристаллов можно использовать многие повседневные материалы, такие как сахар и соль.Кристаллы — это просто структура, в которой все атомы идеально расположены в атомном масштабе. В масштабе, который мы видим, это превращается в очень плавные линии и уникальные формы. Например, если атомы образуют куб с прямыми столбцами и рядами (как каменная соль), полученный кристалл будет кубом с гладкими сторонами.

В этом упражнении вы вырастите пару разных типов кристаллов из повседневных материалов. Затем вы понаблюдаете за формой кристаллов и используете их, чтобы представить себе, как могут быть расположены атомы.Это занятие может занять до пары недель и идеально подойдет для проекта научной ярмарки!

Материалы

• Вода дистиллированная
• Мелкие тарелки или блюдца
• Кастрюля для кипятка
• Ложка для перемешивания
• 2 прозрачных стакана для питья
• Пищевой краситель (по желанию)

Материалы для кристаллов (все это не нужно)

• Соль Эпсома
• Соль поваренная (неионизированная)
• Квасцы (находятся в разделе специй)
• Сода стиральная *
• Borax

* Стиральная сода находится в прачечной некоторых продуктовых магазинов.В национальных сетевых магазинах его обычно нет, но во многих местных магазинах он есть. Вы можете позвонить по телефону 1-800-524-1328 и узнать, в каких магазинах вашего района можно найти стиральную соду.

Безопасность

Будьте осторожны при кипячении воды. Деятельность Во-первых, вам нужно немного узнать об условиях выращивания кристаллов и почему они растут. Это позволит вам вносить свои собственные изменения в процесс, чтобы получить лучшие кристаллы. Изготовление кристаллов начинается с насыщенного раствора .Это просто раствор, который больше не может удерживать материал. Например, если вы делаете насыщенный раствор соленой воды, вы должны добавлять соль в воду до тех пор, пока она не перестанет растворяться. В конце концов соль начнет скапливаться на дне емкости, потому что вода больше не может удерживать соль.

Кристаллы растут, когда раствор становится перенасыщенным , что означает, что в воде растворено слишком много соли. Дополнительная соль (или другой материал) принимает форму кристаллов.Чтобы получить перенасыщенный раствор, вы можете либо охладить его, либо дать воде испариться.

Для начала сделайте несколько кристаллов английской соли. Их легко выращивать, и через пару часов вы начнете видеть кристаллы. Начните с одной чашки теплой дистиллированной воды (не кипящей). Добавьте ложкой соли Эпсома и помешивая, пока она не растворится. Продолжайте делать это до тех пор, пока не перестанет растворяться больше английской соли (вероятно, это будет около одной чашки). Оставьте смесь на пару минут, пока вся нерастворенная соль не окажется на дне емкости.Медленно слейте раствор в неглубокую миску, но прекратите выливание, прежде чем дойдете до нерастворенной соли. Поставить миску в холодильник на 3 часа. Вы должны увидеть, как некоторые кристаллы начинают расти. На что они похожи? Какой они формы и цвета? Вы только что сделали кристаллы методом охлаждения.

Затем сделайте несколько кристаллов квасцов методом испарения. Опять же, запивая горячей дистиллированной водой. Начните с небольшого количества, подойдет от до ½ чашки. Начните добавлять квасцы ложкой и помешивая, пока они не растворится.Следуйте тому же методу, что и выше, чтобы сделать перенасыщенный раствор и слить раствор, оставив нерастворенные кристаллы. Для выращивания кристаллов используйте маленькое блюдце или тарелку. Это обеспечит максимальную площадь поверхности для имеющегося у вас объема раствора, увеличивая скорость испарения. Дайте ему постоять (не в холодильнике) пару дней. Вы можете увидеть маленькие кристаллы примерно через час после охлаждения раствора, но если нет, не волнуйтесь! Вы увидите, как хрустальный сад начинает расти в течение дня.Осмотрите свои кристаллы. Какой они формы? Насколько велик твой самый большой? Самый маленький? Сколько времени понадобилось для образования первых кристаллов?

Используйте метод испарения, используемый для получения кристаллов квасцов с поваренной солью, сахаром, стиральной содой и бурой. Кристаллы, изображенные справа, представляют собой кристаллы поваренной соли. Иметь терпение! Некоторые материалы могут не образовывать кристаллы пару дней или даже неделю! Вы можете добавить в раствор пищевой краситель, если хотите разноцветные кристаллы. Используйте приведенную ниже таблицу (см. PDF), чтобы записать свои наблюдения.

Зная, что соль имеет кубическую атомную структуру (прямые строки и столбцы), и видя получающиеся кристаллы, которые она формирует, можете ли вы догадаться, каковы атомные структуры других веществ, глядя на кристаллы? Вырастив кристаллы и угадав, как могут выглядеть атомные структуры, зайдите в Интернет и поищите их! Насколько близко вы были?

Расширение деятельности

Попробуйте использовать один из больших кристаллов из ваших хрустальных садов в качестве затравочного кристалла, чтобы вырастить один большой кристалл! Для этого выберите в своем саду один из лучших кристаллов.Например, если вы используете поваренную соль, выберите большой кристалл идеально квадратной формы. Привяжите этот кристалл к концу нейлоновой веревки или лески. Сделайте насыщенный раствор, как описано выше, и налейте его в высокий стакан для питья или стеклянную банку. Другой конец веревки привяжите к карандашу и приложите карандаш к верхней части стакана так, чтобы затравочный кристалл висел в растворе. Подождите пару дней или недель. A

с раствор становится перенасыщенным, когда вода испаряется, дополнительные молекулы соли добавляются к существующему затравочному кристаллу, и он будет расти! Возможно, вам придется повторить этот процесс, если ваш кристалл перестанет расти, чтобы получить очень большие кристаллы!

Попробуйте поэкспериментировать с процессом для каждого материала.Что произойдет, если вы воспользуетесь более горячей или прохладной водой? Получатся ли кристаллы большего или меньшего размера, если поставить перед испарительной чашей вентилятор (ускорение испарения)? Какие еще переменные вы можете изменить? Запишите всю свою работу.

Сводка

Чтобы вырастить кристаллы, вы должны начать с насыщенного раствора. Когда раствор охлаждается или испаряется, он становится перенасыщенным, что приводит к образованию кристаллов. По мере того, как кристаллы образуются, атомы имеют определенное расположение, в которое они будут оседать.Глядя на более крупный кристалл, вы можете понять, как атомы расположены в атомном масштабе. Используя затравочный кристалл, вы можете выращивать довольно большие кристаллы, когда раствор становится перенасыщенным.

Наука о растворимости: как вырастить лучшие кристаллы

Ключевые концепции
Химия
Растворимость
Насыщенность
Кристаллы
Очищение

Введение
Вы когда-нибудь задумывались, как делают кристаллы? Кристаллы бывают разных форм и размеров.Однако самые чистые и чистые кристаллы обычно также становятся самыми крупными по размеру. В этом упражнении вы сравните размер и форму кристаллов, выращенных при разных температурах. С помощью воды и буры, бытового чистящего средства, вы можете открыть для себя метод выращивания больших чистых кристаллов!

Фон
Химические реакции постоянно происходят вокруг вас — и внутри вас. Например, химическая реакция может превратить металл в красновато-коричневую ржавчину (железо в металле реагирует с кислородом воздуха или воды, и конечный продукт — это то, что мы называем ржавчиной).Химики проводят химические реакции, чтобы преобразовать одно химическое соединение в другое. Иногда, когда образуется несколько продуктов, химик может захотеть отделить одно соединение от других. Один из способов сделать это — использовать процесс, называемый перекристаллизацией, когда раствор соединений можно растворить в горячей воде, а затем охладить. По мере охлаждения одно вещество кристаллизуется (становится кристаллами) и может быть удалено из остальной жидкости, содержащей другое соединение.

Почему при охлаждении смеси появляются кристаллы? Это связано с растворимостью или наибольшим количеством чего-либо, что может быть растворено в чем-то еще, например, растворение порошкового чистящего средства, Borax, в воде.Растворимость большинства твердых веществ увеличивается с температурой. Другими словами, в горячей воде можно растворить больше буры, чем в холодной. Таким образом, если горячая насыщенная смесь охлаждается, буры больше, чем может содержаться в более холодной воде, и поэтому бура может выпасть из смеси, образуя кристаллы.

Материалы
• Большая чаша
• Кубики льда
• Вода
• Строка
• Ножницы
• Два карандаша
• Две одинаковые банки или большие стаканы для питья
• Кастрюля
• Borax, также называемый бытовым уборщиком 20-Mule Team.Его можно найти в проходах для уборки многих продуктовых магазинов. (Соблюдайте осторожность при обращении с чистящими средствами — они могут повредить кожу и глаза, и их нельзя вдыхать.)
• Мерная столовая ложка
• Пластиковая пленка

Препарат
• Наполните большую миску кубиками льда наполовину, а затем добавьте воды, пока она не будет заполнена примерно на три четверти.
• Отрежьте два куска бечевки (они должны быть не меньше высоты банок или больших стаканов).Обвяжите конец одной нитки вокруг каждого из двух карандашей. Отрегулируйте длину струн так, чтобы, когда карандаш кладут на верхнюю часть одной из банок или больших стаканов, конец веревки свисал чуть выше дна банки. Сделайте струны одинаковой длины.
• Бура вредна при проглатывании, вдыхании или попадании в глаза, а в редких случаях прикосновение к ней может вызвать сыпь. При обращении с ним рекомендуется соблюдать осторожность и наблюдение взрослых.

Процедура
• Наполните кастрюлю водой, достаточной для того, чтобы обе банки были заполнены почти полностью.Затем доведите воду до кипения на плите. Когда вода закипит, выключите конфорку, чтобы вода перестала кипеть. (Поскольку бура опасна при вдыхании или попадании в глаза, не рекомендуется растворять ее кипятком.)
• Добавьте одну столовую ложку буры в воду и перемешивайте, пока она не растворится. Продолжайте добавлять по одной столовой ложке за раз, пока не перестанет растворяться. Вам, вероятно, понадобится около трех столовых ложек буры на каждый стакан воды. Как выглядит насыщенный раствор?
• Осторожно налейте равные количества насыщенного раствора буры в две банки.Каждая банка должна быть заполнена примерно на три четверти.
• Положите карандаш на верхнюю часть каждой банки так, чтобы веревка свешивалась в насыщенный раствор.
• Накройте верхнюю часть банок полиэтиленовой пленкой.
• Не трогайте одну банку на столешнице или столе при комнатной температуре. Поместите вторую банку в миску со льдом, которую вы приготовили. При необходимости отрегулируйте уровень воды в миске так, чтобы вода доходила как минимум на три четверти от высоты емкости, но не была настолько высокой, чтобы она попадала в емкость.
• Не трогайте банки как минимум пять часов. Регулярно проверяйте емкость со льдом и добавляйте лед, если он растаял.
• Проверяйте банки примерно раз в час, чтобы увидеть, как формируются кристаллы. Наблюдать за банкой в ​​миске может быть сложно — попробуйте посмотреть на веревку через крышку из полиэтиленовой пленки. Вы видите кристаллы, образующиеся на стенке одной из банок? Формируются ли кристаллы в одной банке раньше другой?
• По прошествии не менее пяти часов осторожно выньте карандаши и посмотрите на кристаллы на нитках. Как соотносятся размер, форма и количество кристаллов на каждой струне? Как вы думаете, почему это так?
• Extra: В этом упражнении вы изучали образование кристаллов буры при двух разных температурах, но вы также можете попробовать другие температуры; один из способов — поставить одну из банок в холодильник. Как охлаждение смеси буры при другой температуре влияет на формирование кристаллов?
• Extra: Попробуйте сделать кристаллы из других материалов, например из сахара или соли. Насколько хорошо образуются кристаллы при использовании других смесей с водой?
• Extra: Вы занимались этим не менее пяти часов. Как изменится ваш результат, если вы будете выращивать кристаллы в течение более длительного периода времени? Не забывайте добавлять кубики льда в водяную баню, чтобы она оставалась прохладной на протяжении всего занятия.

Наблюдения и результаты
Образовались ли более мелкие и обильные кристаллы в кувшине и на веревке в миске с ледяной водой, тогда как более крупные, меньшее количество кристаллов лучшей формы образовались в кувшине при комнатной температуре?

Когда горячая насыщенная смесь буры и воды охлаждалась, буры было больше, чем могло содержаться в более холодной воде, и поэтому эта бура выпала из смеси и образовала кристаллы.Кристалл состоит из молекул продукта, которые образуют определенный повторяющийся узор. Когда молекулы кристалла собираются вместе, другие продукты, которые часто считаются примесями или нежелательными продуктами химической реакции, плохо вписываются в структуру, как не подходит неправильный кусок головоломки. Если кристаллы формируются достаточно медленно, примеси будут отброшены, потому что они не подходят правильно, и вместо этого останутся в воде. Вот почему кристаллы в кувшине при комнатной температуре должны были быть больше и иметь форму куба.Но если раствор охлаждается слишком быстро, у него нет времени для удаления примесей, и вместо этого они оказываются в ловушке внутри кристаллической структуры, и узор нарушается. Следовательно, кристаллы в чаше с ледяной водой должны были образоваться быстрее и в большем количестве, но были меньше и меньше кубической формы, потому что в них было больше примесей.

Больше для изучения
Кристаллизация, кафедра химии и биохимии Университета Колорадо в Боулдере
Как вырастить большие кристаллы: советы, хитрости и методы, от About.com
Кристаллохимия (pdf), от Королевского химического общества
Crazy Crystal Creations: Как вырастить лучшие и самые большие кристаллы, от друзей по науке

Это задание предоставлено вам в партнерстве с Science Buddies

Как вырастить Кристаллы соли в домашних условиях

Фото: Райан Пшибилски / Getty Images / 500px

В ту же эпоху начальной школы, которая дала мне вулканы из папье-маше (пищевая сода, уксус) и гейзеры из кока-колы и ментоса (кокс, ментос), я научился выращивать кристаллы (воду, соль, нить).Это не было ничего похожего на щетинистые внутренние части жеода, которые я разбил в носке каменным молотком, или на гладкие мутные осколки, которые я нашел в сувенирных лавках музеев естествознания. Кристаллы, которые я выращивал, были тонкими и извилистыми и напоминали сталактиты в миниатюре.

Недавно я снова начал выращивать кристаллы, как напоминание о пассивной ползучести карантинного времени и как лекарство от ползучей тревоги замкнутого существования. Некоторые люди называют себя родителями растений; третьи — дети-зарубки начала 80-х и 90-х годов — помните Pet Rocks? Где-то посередине, помимо тех, кто дал своим закваскам шутливые имена, находятся выращивающие кристаллы, для которых регулярный уход за другим живым существом кажется слишком большим обязательством.Вероятно, нас десятки, с нашими растворами соли, сахара, буры и чего-то, называемого квасцами (которые, как говорят, производят пурпурные октаэдрические кристаллы!).

Мы окунули всевозможные предметы в наши странные хрустальные тушеные блюда: обрывки веревки, старые рождественские украшения, куски картона. Они появляются заключенными в маленькие минеральные рукавицы, потому что кристаллы будут расти по контурам и внутри трещин, прилипая к любой форме, которую вы им придаете. Одна идея проекта, которую я видел, требует, чтобы вы вкрутили отрезок устройства для чистки труб в буквы своих инициалов, чтобы получить монограмму, инкрустированную кристаллами.Это кажется скучным, когда вы понимаете, что можно также сделать инкрустированную кристаллами двойную спираль или хрустальный член. Мне нравится, что то, что я добавляю в растворитель, предсказывает то, что выходит из супа. Это утешительно и в высшей степени разумно.

Если вас привлекает надежная новинка в конце каждой недели, могу ли я предложить вам заняться выращиванием кристаллов? Кристалл соли растет достаточно медленно, чтобы его прогресс мог значимо отмечать течение времени, и достаточно быстро, чтобы этот прогресс ощущался продуктивным.Это ничего не стоит вам, кроме единовременных вложений в соль и нить, и может быть переработано — как только вы закончите выращивать кристалл соли, вы можете раскрошить его на кусочки, нагреть чашку воды и начать весь процесс снова. (Если вы чувствуете себя диким, вы можете добавить в раствор несколько капель пищевого красителя.) Еще одна замечательная особенность кристаллов соли — это то, что они представляют собой кристаллы, спущенные вниз. Крупица соли — это кристалл. Две слипшиеся крупинки соли — это кристалл, но они также кристаллов. Придает кристаллам приятную рекурсивную надежность. Вы получаете то, что видите.

Я заметил, что вешаю воспоминания о целых месяцах и годах на несколько важных объектов. Даже сейчас я могу распознать свою семилетнюю жизнь по горстке талисманов: пластиковая точилка на дне коробки с мелками; крекеры из креветок; прекрасный, уродливый кристалл. Насколько я помню, я попросил у мамы собаку, и она спросила меня, согласен ли я на то, что не проливает мех и не гадит коврик, — на рыбу или растение.Я сказал нет, но был заинтригован на следующий день, когда она сказала, что покажет мне, как вырастить питомца, и начала растворять чайные ложки соли в кастрюле с водой на плите. Идея состоит в том, чтобы перенасыщать воду, сказала она мне, — кормить воду ложками соли до тех пор, пока она не перестанет потреблять воду. Она налила раствор в пластиковую чашку, обмотала веревкой палочку для еды и уравновесила ею горлышко чашки, так что несколько дюймов шпагата были погружены в соленую воду.

За неделю на шпагате скопилась сверкающая корка кристаллов соли. Соль и вода устремились друг к другу из рассола — вода в воздух, соль на веревку. Как только раствор был израсходован, у меня остался колючий белый кусок кристаллов соли. Несколько дней я держал его на салфетке и любовался его твердыми краями, которые рассыпались в маленькие клубочки соляной пыли, когда я постучал по ним ногтем. Затем, без церемонии, подобающей даже золотой рыбке, я выбросил ее в мусорное ведро: мой первый солевой кристалл для домашних животных.

В последующие недели я повторил процесс: заменил соль на сахар, нить на деревянную шпажку. Моя мама купила мне полный аквариум гуппи. Гуппи умерли, а кристалл — нет — не смог. В школе я проваливал тесты, развивал давку, обдирал колени, а кристаллу, как какой-то максимально некрасивой кошке, было наплевать. (Я любил это за это.) Были и другие бедствия. Я поссорился с друзьями, обнаружил аллергию на амброзию и полынь, но тихий, жадный рост кристалла на моем столе напомнил мне, что минералы могут быть надежными, когда животные и овощи — нет.

Это все, чтобы сказать: за год, который имел свою долю огромных, непредсказуемых вещей, кристалл стал маленькой, сияющей уверенностью. Море может подняться, а ад может замерзнуть, но индифферентные силы, которые позволяют этому происходить — испарение, конденсация, медленное течение времени — также очень хороши в выращивании кристаллов.

Оставайтесь на связи.

Ежедневно получать информационный бюллетень Cut

Условия использования и уведомление о конфиденциальности
Отправляя электронное письмо, вы соглашаетесь с нашими Условиями и Уведомлением о конфиденциальности и получаете от нас электронную переписку.

Создание кристаллов соли — Научные проекты

Эксперимент 2: Как температура охлаждения влияет на количество и размер кристаллов?

Введение: В этом эксперименте мы сравним количество кристаллов, образовавшихся при трех различных температурах хранения.

Процедура:

1. В кастрюле сделайте насыщенный раствор горячей соленой воды. (Например, вы можете растворить 340 граммов кошерной поваренной соли в одном литре горячей воды и перемешивать ее в течение 5 минут.(это примерно 11 унций соли в 1/2 галлона горячей воды). Оставьте смесь на 5 минут, пока верхний слой не станет полностью прозрачным, а оставшаяся соль не выпадет в осадок на дне. (Не используйте поваренную соль в этом эксперименте, потому что поваренную соль часто смешивают с небольшими количествами муки, крахмала или других осушителей, чтобы они оставались сухими и текучими)

2. Перелейте соленую воду в 3 одинаковые чашки или миски. Обозначает чашки как «Холодные», «Комнатные» и «Теплые».

3. Поставьте чашку с надписью «Холодная» в холодильник.Держите чашку с надписью «Комнатная» при комнатной температуре. Поставьте чашку с надписью «Warm» в теплую духовку или любое другое теплое место, которое может быть у вас дома.

4. Через 24 часа слейте лишнюю воду из всех чашек и сравните размер и количество кристаллов во всех чашках. Возможно, посмотрите на кристаллы через увеличительное стекло.

5. Если у вас есть весы, взвесьте чашки, чтобы увидеть, сколько кристаллов образуется в каждой чашке.

6. Если у вас есть линейка, измерьте размер самого большого кристалла.

7.Запишите свои результаты в такую ​​таблицу:

В какой чашке был самый большой кристалл?

В какой чашке было больше кристаллов?

Построить график:

Вы можете создать гистограмму для визуального представления результатов.Чтобы построить гистограмму количества кристаллов, сделайте три вертикальные полосы и назовите их «Холодный», «Комнатный» и «Теплый». Высота каждой полоски будет отображать количество кристаллов, образовавшихся при данной температуре. Например, вы можете сделать полоску высотой 5 сантиметров, чтобы указать, что образовалось 5 граммов кристаллов.

Давление, вызванное кристаллизацией соли в замкнутом пространстве

Выращивание кристаллов соли — изготовление кристаллов, забавные проекты для детей на научной ярмарке

Выращивание собственных кристаллов соли

Что вам понадобится:

• банка
• Вода
• Примерно полстакана соли
• Ложка для размешивания
• Строка
• Ножницы
• 2 зубочистки

Инструкции:

1. Наполните кувшин водой.
2. Добавьте в воду примерно полстакана соли.
3. Смешайте раствор ложкой.
4. Отрежьте ножницами кусок веревки и привяжите каждый конец к зубочистке.
5. Поместите веревку поверх банки так, чтобы она свешивалась в середину раствора, а зубочистки свешивались с края.
6. Не забудьте убрать, когда закончите.

Что дальше?

Выйдите из эксперимента и подождите, пока вдоль нитки сформируются кристаллы соли. Они являются прекрасным примером кубических кристаллов, и вы можете проводить с ними дальнейшие исследования, исследуя их под микроскопом.

Когда вы смотрите на различные кристаллы под микроскопом, вы можете изучить различия между ними: идеально ли они сформированы? Какой они формы? Какой цвет? Вы видите на кристаллах какие-либо микроорганизмы?

Кристаллы могут быть сгруппированы как множество маленьких кристаллов или как огромные отдельные кристаллы.Они различаются по размеру от микроскопических кристаллов до метров в длину!

Попробуйте собрать несколько кристаллов для своего проекта, пометьте разные типы и сделайте коробку для сбора камней, чтобы хранить их в ней.

Какие материалы делают кристаллы лучшими?

Вырастить кристаллы несложно, и это отличный проект для научной ярмарки. Вы можете выращивать кристаллы на листе черной плотной бумаги в солнечный день.Вы также можете сделать их на скрепке, которая привязана к куску пряжи и подвешена в перенасыщенном жидком растворе.

Если вы собираетесь использовать метод плотной бумаги, вам нужно будет отрезать кусок черной бумаги, чтобы он поместился на дно стеклянной или металлической тарелки для пирога. При использовании метода канцелярской скрепки вы можете привязать канцелярскую скрепку к отрезку пряжи, а затем протянуть скрепку и часть нити через кусок картона, в котором сделано небольшое отверстие.

Ключ к любому методу выращивания кристаллов — приготовление перенасыщенного раствора воды и соли или сахара.В этом эксперименте вода называется растворителем, а соль или сахар — растворенным веществом. Вы можете использовать обычный старый сахар, а также каменную или английскую соль. Вероятно, у вас дома есть хотя бы один из этих материалов. В противном случае вы можете купить любой из них в продуктовом магазине. Обозначьте одно растворенное вещество в качестве контроля, а два других — как переменные.

Не забудьте сформулировать свою проблему, сформулировать гипотезу и выполнить другие шаги научного метода.

Чтобы приготовить перенасыщенный раствор, вам просто нужно добавить соль или сахар в горячую воду до тех пор, пока вода не перестанет растворять растворенное вещество.Это происходит, когда молекулы растворителя так сгущаются друг с другом, что между ними больше не остается места для молекул растворенного вещества.

Начните с большой стеклянной банки или металлической кастрюли, наполненной двумя литрами очень горячей воды. Работая с одной столовой ложкой (15 мл) за раз, добавляйте в воду сахар или соль, тщательно перемешивая раствор после каждого добавления. В конце концов, вы увидите, что нерастворенные растворенные вещества начинают скапливаться на дне контейнера. Когда это происходит, ваш раствор становится перенасыщенным.

Если вы используете метод плотной бумаги, налейте достаточное количество перенасыщенного раствора в форму для пирога, чтобы бумага была только покрыта. Поставьте кастрюлю на солнце и дайте воде испариться. Когда это произойдет, вы должны увидеть кристаллы, образовавшиеся на дне сковороды.

Если вы используете метод скрепки, наполните чистую банку перенасыщенным раствором. Затем поместите картон на горлышко банки и прикрепите пряжу к картону так, чтобы скрепка висела в середине банки.Дно скрепки должно быть примерно в пяти сантиметрах от дна банки.

По мере охлаждения горячего раствора и испарения воды молекулы растворенного вещества начинают цепляться за пряжу и кристаллизоваться.